nghiên cứu mô hình lọc sinh học xác định mức độ xử lý nước thải cơ sở sản xuất nước tương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Đồ AN TốT NGHIệP: NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH LỌC SINH HỌC XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠ SỞ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG LAM THUẬN – THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Mã số ngành: 111 GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC KTCN TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC KHOA:MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC BỘ MÔN:MÔI TRƯỜNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 NGÀNH: NGÀNH MÔI TRƯỜNG LỚP : 05DSH 1. Đầu đề Đồ án tốt nghiệp: NGHIN CỨU MƠ HÌNH LỌC SINH HỌC XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠ SỞ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG LAM THUẬN - THNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):  Tổng quan về nước tương và cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận  Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải từ nước tương.  Nghin cứu mơ hình lọc sinh học để xử lý nước thải từ nước tương. 3. Ngày giao Đồ án tốt nghiệp: 01/04/2009 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30/6/2009 5. Họ và tên người hướng dẫn: Th.S Lm Vĩnh Sơn Nội dung và yêu cầu ĐATN đã được thông qua Bộ môn Ngày …… tháng …… năm 2006 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Ký và ghi rõ họ tên) NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký và ghi rõ họ tên) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ Đồ án tốt nghiệp: NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Điểm số bằng số___________Điểm số bằng chữ._______________ TP.HCM, ngày…….tháng……… năm 2006 (GV hướng dẫn ký và ghi rõ họ tên) Mục Lục Lời cảm ơn Muc lục Danh sách bảng Danh sách hình Chương I : Mở Đầu I.1 Đặt vấn đề 01 I.2 Mục đích nghiên cứu 01 I.3 Nội dung nghiên cứu 01 I.4 Đối tượng nghiên cứu 01 I.5 Phương pháp nghiên cứu 01 I.6 Phạm vi nghiên cứu 02 Chương II : Tổng Quan Về Nước Tương và Cơ Sở Sản Xuất Nước Tương Lam Thuận – TPHCM II.1 Tổng quan về nước tương. 03 II.1.1 Lịch sử nước tương 03 II.1.2 Giá trị thực phẩm của nước tương 03 II.1.3 Thành phần nước tương 03 II.1.4 Nguyên liệu chính 04 II.1.5 Các phương pháp sản xuất nước tương 06 II.1.6 Quy trình sản xuất nước tương 07 II.1.7 Vi sinh vật trong sản xuất nước tương 07 II.1.8 Quy trình công nghệ 08 II.1.9 Nuôi nấm mốc 09 II.1.10 Lên men hoặc thủy phân 09 II.1.11 Trích ly 09 II.1.12 Thanh trùng sản phẩm 10 II.2 Cơ Sở sản xuất nước tương Lam Thuận – TPHCM 10 II.2.1 Giới thiệu chung 10 II.2 2 Môi trường và nước thải 10 Chương III : Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử Lý Nước Thải . III.1 Phương pháp cơ học 12 III.1.1 Song chắn rác 12 III.1.2 Bể lắng cát 12 III.1.3 Bể lắng 12 III.1.4 Bể vớt dầu mỡ 13 III.1.5 Bể lọc 13 III.2 Phương pháp hóa lý 14 III.2.1 Phương pháp đông tụ và keo tụ, tạo bông 14 III.2.2 Phương pháp tuyển nổi 16 III.2.3 Phương pháp hấp phụ 16 III.2.4 Phương pháp trao đổi ion 17 III.2.5 Các quá trình tách bằng màng 18 III.2.6 Phương pháp điện hóa 18 III.2.7 Phương pháp điện ly 18 III.2.8 Phương pháp trung hòa 19 III.2.9 Phương pháp oxi hóa khử 19 III.2.10 khử trùng nước thải 20 III.3 Phương pháp sinh học 21 III.3.1 Phương pháp sinh học tự nhiên 21 III.3.2 Phương pháp sinh học nhân tạo 22 Chương IV : Vi Sinh Vật Trong Xử Lý Nước Thải. IV.1 Khái Niệm 33 IV.2 Hoạt động của vi sinh vật trong nước thải 34 IV.3 Vai trò của vi sinh vật trong xử lý nước thải 35 IV.3.1 Vi sinh vật hiếu khí trong quá trình phân hủy hữu cơ 35 IV.3.2 Vi sinh vật của quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí 39 IV.4 Quá trình trao đổi chất của vi sinh vật 42 IV.4.1 Cacbon và nguồn năng lượng 42 IV.4.2 Chất dinh dưỡng 43 IV.5 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường 44 IV.6 Các dạng trao đổi chất của vi sinh vật 45 IV.7 Sự tăng trưởng của vi sinh vật 45 IV.7.1 Sự tăng trưởng về số lượng 46 IV.7.2 Sự phát triển của vi sinh vật về khối lượng 47 IV.7.3 Sự tăng trưởng trong môi trường hỗn hợp 47 IV.7.4 Động học của quá trình xử lý sinh học 47 Chương V : Nội Dung và Kết Quả Nghiên Cứu V.1 Phương pháp luận 52 V.1.1 Cơ sở của quá trình xử lý sinh học 52 V.1.2 Cơ sở lý thuyết về khả năng bám dính 53 V.1.3 Các thông số thường dùng trong quá trình bùn hoạt tính 53 V.1.4 Giá thể và mô hình nghiên cứu 55 V.1.5 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích 55 V.1.6 Vận hành mô hình 55 V.2 Thảo luận kết quả thí nghiệm 66 ChươngVI : Kết Luận Và Kiến Nghị VI.1 Kết Luận 70 VI.1.1 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý cho cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận 70 VI.1.2 Thuyết minh quy trình 72 VI.2 Kiến Nghị 73 LỜI CẢM ƠN Trong suốt những năm học tập tại trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Hồ Chí Minh em đã nhận được sự giúp đỡ từ các thầy cô trong trường . Đặc biệt là các thầy, cô giáo trong Khoa Môi Trường Và Công Nghệ Sinh Học đã tận tình giảng dạy , truyền đạt những kiến thức giúp em có cơ sở để hoàn thành Đồ án tốt nghiệp . Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến thầy hướng dẫn Th.S Lâm Vĩnh Sơn đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện để em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn đến các cô chú trong Cở Sở Sản Xuất Nước Tương Lam Thuận đã tạo điều kiện cho em trong việc lấy mẫu trong quá trình thực hiện đề tài . Cuối cùng em xin gởi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã giúp đỡ , động viên em trong quá trình học tập cũng như quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp . TPHCM . ngày 25 tháng 06 năm 2009 Sinh Viên Đặng Lê Quân LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 1 Chương I : MỞ ĐẦU I.1 Đặt vấn đề Kinh tế thế giới không ngừng vận động và phát triển điều đó đồng nghĩa với vấn đề khai thác tài nguyên .Khi tài nguyên bị khai thác quá mức thì môi trường bị ảnh hưởng nghiêm trọng .Điều đó được thể hiện qua sự biến đổi khí hậu toàn cầu : Những cơn bão ngày càng mạnh hơn , băng tan , mưa acid , lũ quét … Làm thiệt hại của cải vật chất và tính mạng con người . Vì vậy ngay từ bây giờ mỗi người phải có ý thức bảo vệ môi trường chung vì một hành tinh màu xanh. Riêng ở Việt Nam đời sống người dân ngày càng ổn định do đó nhu cầu cuộc sống ngày càng cao tạo điều kiện cho các doanh nghiệp trong và ngoài nước mở rộng hoạt động kinh doanh Cơ sở chế biến và sản xuất nước tương Lam Thuận là một trong số đó. Ngoài những vấn đề về kinh tế như giải quyết được việc làm cho người lao động ,nâng cao đời sống người dân , đóng góp ngân sách nhà nước bên cạnh đó là các vấn đề môi trường mà cơ sở chưa giải quyết được .Vơí đề tài “ Nghiên cứu mô hình lọc sinh học xử lý nước thải cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận” tôi hy vọng sẽ đóng góp được một phần sức nhỏ bé của mình trong việc bảo vệ môi trường chung. I.2 Mục đích nghiên cứu Xác định mức độ ô nhiễm của nghành sản xuất nước Tương sau khi đã áp dụng phương pháp mới và mô hình lọc sinh học hiếu khí để xử lý nước thải nhằm đạt được tiêu chuẩn môi trường phù hợp với các quy định về môi trường của chính phủ Việt Nam. I.3 Nội dung nghiên cứu  Lấy nước thải đầu ra của cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận  Tiến hành mô hình thí nghiệm và phân tích các chỉ tiêu đầu ra  Tìm ra khoảng nồng độ xử lý tối ưu nhất đối với giá thể nghiên cứu I.4 Đối tượng nghiên cứu  Giá thể là các vòng nhựa có đường kính d = 21mm và chiều cao h =25mm  Nước thải được lấy từ cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận I.5 Phương pháp nghiên cứu  Xây dựng mô hình nhỏ mô phỏng bể xử lý đặt trong phòng thí nghiệm LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 2  Vận hành mô hình với giá thể là các ống nhựa và xử lý nước thải theo các tải trọng khác nhau  Kiểm tra các chỉ tiêu đầu vào và đầu ra của nước thải sau khi được xử lý ở mô hình trong phòng thí nghiệm.  Các chỉ tiêu kiểm tra COD,pH,SS. I.6 Phạm vi nghiên cứu  Mô hình trong phòng thí nghiệm  Bể lọc sinh học hiếu khí với giá thể là các ống nhựa  Xử lý nước Tương sau quá trình sản xuất theo phương pháp mới(có hàm lượng 3MCPD dưới chuẩn cho phép) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 3 Chương II : TỔNG QUAN NGHÀNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG . II.1 Tổng quan về nước tương II.1.1 Lịch sử nước tương Nước Tương hay còn gọi là xì dầu là loại nước chấm được sản xuất bằng cách lên men hạt đậu tương,ngũ cốc rang chin,nước và muối ăn.Nước Tương có nguồn gốc từ Trung Quốc được sử dụng rộng rãi ở các nước châu á trong đó có Việt Nam Nước tương được lên men bằng men có chứa 1 trong 2 loài nấm Aspergillus oryzae hoặc A.sojae cùng các vi sinh vật liên quan khác. Có 2 loại nước tương  1 loại được làm từ hạt đậu tương nguyên vẹn có chất lượng cao hơn  1 loại rẻ tiền được làm từ protein đậu tương thủy phân. Lên men đậu tương tự nhiên sẽ cho mùi vị thơm hơn bằng cách để ngoài trời.Ngày nay các sản phẩm này đều được làm trên quy trình máy móc. Nước tương là một sản phẩm lên men truyền thống giàu axit amin có mùi vị đặc trưng và kích thích tiêu hóa.Dùng nhiều trong bữa ăn và có lợi cho sức khỏe vừa tạo thêm vị ngon cho thức ăn.Từ lâu được sản xuất dưới quy mô nhỏ ( hộ gia đình ) bằng phương pháp lên men truyền thống từ các vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên. II.1.2 Giá trị thực phẩm của nước tương. Khi đánh giá chất lượng nước tương về phương diện hóa học trước hết người ta chú ý đến lượng đạm toàn phần vì đây chính là chất dinh dưỡng có giá trị nhất của nước tương.Tiếp theo cần xem xét lượng đạm amin.Từ 2 lượng đạm này ta có thể suy ra tỷ lệ đạm amin đốivới đạm toàn phần cho biết mức độ thủy phân protein trong nước tương , tỷ lệ này càng cao càng tốt.trung bình tỷ lệ này trong nước tương chiếm 50% - 60%. II.1.3 Thành phần hóa học của nước tương. Chất lượng nước tương thay đổi tùy theo nguyên liệu , tỷ lệ phối chế,phương pháp chế biến…. Trong nước chấm lên men còn chứa nhiều đường do tác dụng của men amylase lên tinh bột. Nước chấm chứa một số loại chất béo ,vitamin ,muối ăn và các LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 4 yếu tố vi lượng khác.Vì vậy nước tương nếu được sản xuất theo đúng quy trình thì sẽ có mùi vị và màu sắc rất tốt. Bảng II.1 Thành phần hóa học trung bình của nước tương. Thành Phần Hàm Lượng ( Nguồn :” Phương pháp sản xuất nước tương và thiết kế phân xưởng” Võ Văn Quốc ) pH = 5,9 – 6,2 , khối lượng riêng của nước tương 1,01 - 1,04mg/l II.1.4 Nguyên liệu chính Đậu nành Đạm Nito toàn phần the o Nito 15 – 21,6 Nito 8,5 – 1,3 NH3 1,0 – 2,0 Đường 14,5 – 15,3 Lipid 17,0 – 25,0 NaCl 200 – 250 Acid 2,0 – 8,0 Ch ất khô 325 - 387 Metionin 3,32 Lyzin 6,5 Phynylamin 7,0 [...]... pháp xử lý cơ học Nước thải của cơng ty gồm  Nước thải từ sản xuất và sinh hoạt  Nguồn nước thải từ q trình vận chuyển  Nước thải sinh ra từ q trình chế biến  Nước thải vệ sinh, thiết bị , nhà xưởng trước và sau giờ sản xuất  Lưu lượng nước thải khoảng 10 m3/ngày  Khí thải :Cơ sở sản xuất được trang bị hiện đại nên hạn chế được khí thốt ra bên ngồi  Mùi : khơng đáng kể ,chỉ phảng phất trong co sở. .. Chắt Dịch bột đậu Nước đậu Ủ tương Để ngấm Tương lỏng Hình II.1 Quy trình sản xuất nước tương II.1.7 Vi sinh vật trong sản xuất nước tương Đối với phương thức sản xuất nước tương trong cơng nghiệp thì phải cải tạo giống vi sinh vật thuần chủng.Giống vi sinh vật được đưa vào sản xuất phải đảm bảo các điều kiện : ảnh hưởng tốt đến hương vị của sản phẩm có hoạt lực protease cao khơng chứa độc tố aflatoxin... bị lọc sinh học có ưu điểm trong điều kiện nhân tạo nên dễ kiểm sốt q trình xử lý, tạo trạng thái cân bằng tốt nhất cho việc xử lý nước thải xảy ra nhanh hơn và hiệu quả hơn mà lại ít tốn diện tích Các loại bể lọc sinh học : người ta thường chia ra làm 2 loại  Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể dạng hình vng, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng , bể lọc sinh hoạc hoạt động theo ngun tắc sau Nước thải. .. trạm xử lý nước thải có cơng suất 1000m3/ngày.đêm Bể lọc sinh học nhỏ giọtThường có 5 thành phần chính: mơi trường lọc đệm,bể chứa,hệ thống cung cấp nước thải, cống thốt ngầm và hệ thống thơng gió Mơi trường lọc đệm cung cấp các vi sinh vật tăng trưởng cho vật liệu lọc như đá,gỗ,chất dẻo polymer … có đường kính 25- 100mm Bể lọc sinh học dùng để xử lý nước thải triệt để thường có hình chữ nhật hoặc hình. .. các cơng trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp thống sơ bộ, thống gió đơng tụ sinh học ,hiệu quả xử lý có thể đạt 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40 – 50% theo BOD Trong số các cơng trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại bể lắng hai vỏ , bể lắng trong có ngăn phân hủy là những cơng trình cơ học vừa có tác dụng lắng vừa có tác dụng phân hủy cặn lắng III.2 Phương pháp hóa lý Xử lý nước thải. .. hiệu quả xử lý trong thiết bị lọc sinh học là :Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải, tiết diện màng sinh học, thành phần vi sinh vật,diện tích,chiều cao,đặc tính của vật liệu lọc( kích thước,diện tích bề mặt tiếp xúc …),tải trọng,tính chất vật lý của nước thải Thực chất q trình oxi hóa các chất hữu cơ trong thiết bị lọc sinh học cũng tương tự như các q trình diễn ra ở cánh đồng tưới,cánh đồng lọc. Nhưng... nhất  Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng bám dính như q trình bùn hoạt tính bám dính III.3.2.1.1 Bể lọc sinh học là thiết bị trong đó nước thải được lọc qua lớp vật liệu bao phủ bởi lớp màng sinh vật,lớp màng này được hình thành do hoạt động sống của các vi sinh vật hiếu khí.Màng sinh học hiếu khí là một hệ vi sinh vật tùy tiện.Vi sinh vật trong màng sẽ oxi hóa các chất hữu cơ, sử... liệu lọc nhỏ hơn 25-30mm,tải trọng 0,5-1m3/m3 vật liệu lọc. ngày SVTH: ĐẶNG LÊ QN MSSV: 105111050 Trang: 24 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN Hình III.1 Vị trí bể lọc sinh học trong quy trình xử lý nước thải  Bể lọc sinh học cao tải: Có cấu tạo và cách quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt ,nước thải được tưới lên bề mặt nhờ hệ thống phân phối phản lực.Bể có tải trọng 10-20m3 nước thải. .. q trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra tự nhiên hoặc nhân tạo.Trong các cơng trình xử lý nhân tạo thì việc xử lý xảy ra nhanh hơn do tác động của con người Q trình xử lý này có thể chia thành :  Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khử các chất hữu cơ chứa Cacbon như bùn hoạt tính, hồ làm thống , bể phản ứng hoạt động gián... hóa.Cho Chrlo vào nước thải dưới dạng hơi hoặc cloruavoi Lượng chrlo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là sau xử lý cơ học là 10g/m3 , còn đối với nước thải sau xử lý sinh học là 5g/m3 Chrlo phải được trộn đều với nước và để đảm bảo hiệu quả khử trùng thời gian tiếp xúc giữa nước và hóa chất là 30 phút trước khi thải nước ra mơi trường Hệ thống chrlo hóa nước thải chrlo hơi bao . quan về nước tương và cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận  Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải từ nước tương.  Nghin cứu mơ hình lọc sinh học để xử lý nước thải từ nước tương. . CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Đồ AN TốT NGHIệP: NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH LỌC SINH HỌC XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠ SỞ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG LAM THUẬN – THÀNH. TRƯỜNG LỚP : 05DSH 1. Đầu đề Đồ án tốt nghiệp: NGHIN CỨU MƠ HÌNH LỌC SINH HỌC XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠ SỞ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG LAM THUẬN - THNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2. Nhiệm vụ (yêu